Китайські вчені видобули енергію сонця без сонячних панелей: що вони винайшли замість них

Вчені з Нанкінського університету (КНР) застосували багатошарові холестеричні рідкі кристали, щоб створити сонячний концентратор дифракційного типу (CUSC), який спрямовує сонячне світло до краю вікна, де встановлені фотоелектричні елементи, пише PhotoniX.

Накопичення сонячної енергії за допомогою вікон

На відміну від традиційних люмінесцентних або розсіювальних концентраторів, які мають недоліки у вигляді візуальних спотворень, низької ефективності та поганої масштабованості, новий концентратор CUSC забезпечує і збирання енергії, і хорошу візуальну чіткість. Пристрій демонструє 64-відсотковий коефіцієнт пропускання видимого світла та 91-відсотковий індекс передачі кольору, що дає змогу збирати до 38,1% енергії. Іншими словами, скло не замутняється, а фотоелементи працюють ефективно.

Комп'ютерне моделювання показало, що стандартне вікно завширшки 2 м з CUSC може концентрувати сонячне світло інтенсивністю до 50 разів більшою за звичайну, тим самим значно збільшуючи свій енергозберігаючий потенціал. Такий рівень продуктивності дасть змогу скоротити необхідну площу фотоелектричного елемента до 75%, скоротити витрати на матеріали та відкрити нові можливості проєктування енергоефективних будівель.

Як працює концентратор CUSC

Прототип діаметром один дюйм скла-панелі може безпосередньо живити вентилятор потужністю 10 мВт на відкритому повітрі під впливом сонячного світла. Система також сумісна з високопродуктивними фотоелектричними елементами, такими як арсенід галію — напівпровідникова сполука, що підвищує загальну ефективність перетворення енергії.

Багатошарові плівки концентратора виготовляються методом фотовирівнювання та полімеризації. Технологія дає змогу створювати цілі рулони плівок, які потім можна наносити на віконне скло будь-яких розмірів.

Крім того, проєкт демонструє довгострокову стабільність при тривалому впливі навколишнього середовища і може бути легко інтегрований в існуючі віконні конструкції. Це робить його практичним рішенням для оснащення фасадів міських будівель, які потребують електричної автономності.

Мета вчених — перетворити звичайне скло на активні поверхні, що генерують енергію, по всьому світу.

Раніше ми писали про те, що сонячний сад приносить 1,7 мВт енергії. В Австралії зводять так званий сонячний сад. Це рішення було ухвалено після успіху запуску першого подібного проекту в житловому комплексі в Сіднеї.